JP2006027038A - 磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融樹脂材料の充填圧力によるインサート金具３の変形や、これによる溶融樹脂材料の充填不足等の発生を防止して、品質の安定したスポイラー等、磁気ディスク装置用合成樹脂部品を得る。
【解決手段】インサート金具３を金型１のキャビティ２内に拘束し、このキャビティ２内にゲート２３を介して溶融樹脂材料を充填して硬化させることにより、インサート金具３を一体的にインサートした合成樹脂成形品を得る方法において、インサート金具３に、予め貫通孔３１と、エンボス加工によるを複数の突部３２を形成する。貫通孔３１は、インサート金具３をキャビティ２内に位置決め固定した時にゲート２３の開口２３ａと部分的に重合する位置にあり、突部３２は、曲面状の先端面が、金型内面１ａと当接するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂成形品の成形方法であって、例えばハードディスク・ドライブ装置（ＨＤＤ）装置等、磁気ディスク装置に装着される合成樹脂部品の製造に有用な方法に関する。

ハードディスク・ドライブ装置においては、複数のディスクが高速で回転することに伴い、装置内部に空気流が発生しており、この空気流によって、磁気ヘッドがディスクの表面から僅かな隙間をもって浮上するようになっている。しかし、この空気流に乱流があると、ディスクの振動や、磁気ヘッドをディスクの任意のトラックへ位置決めするアクチュエータ系の振動が発生したり、ディスクからの磁気ヘッドの浮上が不安定になるため、この種のハードディスク・ドライブ装置には、ディスク間の空気流を整流するための整流翼を有するスポイラーが取付けられている。

図９は、スポイラーの一例を示す斜視図である。すなわち、この種のスポイラー１００は、磁気ディスク２００，２００間に平行に挿入されるように配置された複数枚の整流翼１０１と、それを支える支持板１０２からなる（例えば特許文献１参照）。
実公平６−４８６３９

従来、スポイラー１００は金属で構成されていたが、近年のローコスト化の要求に伴って、合成樹脂材料での製造が検討されている。しかしながら、合成樹脂は金属と比較して剛性が低いため、ハードディスク・ドライブ装置本体への外部衝撃があった場合には、スポイラー１００の整流翼１０１がディスク２００の表面に干渉してディスク２００が破壊されるおそれがある。

スポイラー１００を合成樹脂で製作する場合、整流翼１０１及び支持板１０２の強度を確保するためには、その厚みを増大させることが考えられるが、充分な厚みとすることは、スペースの制約上難しい。また、合成樹脂の中でもポリエーテルイミド，ポリイミド，ポリアミド等のように弾性係数の高い材料を用いて成形することが考えられるが、これだけでは、外部衝撃入力時に整流翼１０１がディスク２００と干渉するのを確実に防止することは困難である。

合成樹脂製スポイラー１００の整流翼１０１及び支持板１０２の強度を確保するための他の方法としては、合成樹脂材料にカーボンやガラス等のフィラーを混合することによって、弾性係数を上昇させることも有効であると考えられる。しかし、この場合は、表面からのフィラーの脱落によって、パーティクルが発生するおそれがある。そしてこのようなパーティクルは、ディスク２００の表面と磁気ヘッド（不図示）との間の僅かな隙間に介入して、磁気ヘッドやディスク２００に損傷を与える原因になる。

また、合成樹脂製スポイラー１００の整流翼１０１及び支持板１０２の強度を確保するための他の方法としては、支持板１０２に補強用のインサート金具１０３をインサートすることが有効であると考えられる。ここで、合成樹脂成形においては、溶融樹脂材料を成形用キャビティに流し込むためのゲートを必要とするが、ゲートカット面からのパーティクルの発生が懸念されるため、スポイラー１００のようなハードディスク・ドライブ装置の部品の成形では、ディスク２００と近接する整流翼１０１や、支持板１０２におけるディスク２００側の面にゲートを設けることは好ましくない。また取付精度の確保上、取付座面や、取付のためのネジ締結部１０４にも、ゲートを設けることは望ましくない。したがって、ゲートを設けることが可能な位置は、支持板１０２におけるディスク２００と反対側を向いた面（背面）１０２ａに限定される。

図１０は、図９のようなインサート金具１０３をインサートした合成樹脂製スポイラー１００を成形する従来の技術による方法を示す説明図、図１１は、この方法によるインサート金具１０３の変形発生状況を示す説明図である。図中の参照符号３００は、スポイラー１００と対応する形状のキャビティで、すなわち整流翼成形部３０１と、支持板成形部３０２とを有し、支持板１０２の背面１０２ａに相当する支持板成形部３０２の内面に、ゲート３０３が開口している。インサートするインサート金具１０３は、支持板成形部３０２内に配置されると共に、金型内面に設けられた拘束部３０４，３０４によって固定されている。

ところが、この場合、図１０に白抜き矢印で示されるように、ゲート３０３から高圧で溶融樹脂材料がキャビティ３００に射出されると、この溶融樹脂材料は、まず支持板成形部３０２におけるゲート３０３側とインサート金具１０３の間の空間３０２ａに充填されるので、この時の充填圧力Ｐによって、図１１に示されるように、インサート金具１０３が拘束部３０４，３０４の間で曲げ変形を受ける。このため、整流翼成形部３０１側の空間３０２ｂの一部が狭くなって溶融樹脂材料の充填不足を生じるばかりでなく、変形したインサート金具１０３の復元力によって、スポイラー１００に歪を生じるおそれがあった。

本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、溶融樹脂材料の充填圧力によるインサート金具の変形や、これによる充填不足等の発生を防止して、品質の安定したスポイラー等、磁気ディスク装置用合成樹脂部品を得ることにある。

上述の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法は、インサート金具を金型のキャビティ内に固定し、このキャビティ内にゲートを介して溶融樹脂材料を充填して硬化させることにより、前記インサート金具を一体的にインサートした合成樹脂部品を得る方法において、前記インサート金具に、予め貫通孔又は切欠を形成し、この貫通孔又は切欠が、前記インサート金具を前記キャビティ内に位置決め固定した時に前記ゲートの開口と部分的に重合する位置にあるものである。

この成形方法によれば、金型のキャビティ内に位置決め固定したインサート金具には、ゲートの開口と部分的に重合する貫通孔又は切欠が形成されているため、ゲートからキャビティ内へ流入した溶融樹脂材料は、インサート金具の前記貫通孔又は切欠の縁で分岐して、ゲート側の空間と、その反対側の空間へ廻り込む２系統の流れとなる。このため、溶融樹脂材料の圧力がインサート金具の両側から作用するので、インサート金具の撓みが防止され、溶融樹脂材料の円滑な流れが確保される。

請求項２の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法は、請求項１に記載の方法において、インサート金具に、金型内面と当接する複数の突部を予め形成するものである。

すなわちこの場合、インサート金具の前記貫通孔又は切欠の縁で分岐して、ゲート側の空間と、その反対側の空間へ廻り込んだ溶融樹脂材料の圧力が不均衡であっても、インサート金具に形成された複数の突部が金型内面と当接することによって支持されるので、溶融樹脂材料の円滑な流れが確保される。

請求項３の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法は、請求項２に記載の方法において、突部がエンボス加工により形成されるものである。

すなわち、エンボス加工による突部の形成は、インサート金具への貫通孔又は切欠の打ち抜き形成あるいはインサート金具の成形加工と同時に行うことができる。

請求項４の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法は、請求項２又は３に記載の方法において、突部の先端を曲面状に形成するものである。

突部の先端を曲面とすることによって、金型内面と突部先端の間に薄バリが生じるのを防止する。このため、突部の先端の曲面を、特に、ＳＲ＜１とすることが、一層好ましい。

請求項１の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法によれば、溶融樹脂材料の圧力がインサート金具の両側から作用するので、インサート金具の撓みが防止されると共に、溶融樹脂材料の円滑な流れが確保される。したがって溶融樹脂材料の充填不足による成形不良や、インサート金具の変形による成形品の歪が防止され、製品の品質を向上することができる。

請求項２の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法によれば、ゲート側の空間と、その反対側の空間へ廻り込んだ溶融樹脂材料の圧力が不均衡であっても、インサート金具に形成された複数の突部が金型内面と当接することによって支持されるので、インサート金具の撓みが防止されると共に、溶融樹脂材料の円滑な流れが確保される。したがって溶融樹脂材料の充填不足による成形不良や、インサート金具の変形による成形品の歪が防止され、製品の品質を向上することができる。

請求項３の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法によれば、請求項２の突部を、エンボス加工によって、貫通孔又は切欠の打ち抜き形成あるいはインサート金具の成形加工と同時に行うことができるので、製造コストの上昇を抑えることができる。

請求項４の発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法によれば、金型内面と突部先端の間に薄バリが生じるのを防止して、磁気ディスク装置用部品としての品質を向上することができる。

図１は、本発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法の好ましい実施の形態を示す説明図、図２は、この形態におけるキャビティ内の溶融樹脂材料の流れを示す説明図、図３は、図１の形態により成形されるスポイラーを示す斜視図である。

まず、この形態の成形方法により成形されるスポイラー（請求項１に記載された合成樹脂部品に相当する）について説明すると、図３に示されるように、このスポイラー１００は、互いに平行な薄板状の複数枚の整流翼１０１と、それを支える支持板１０２とを有する。支持板１０２には、外部衝撃等に対する機械的強度を補償するために、金属の薄板からなるインサート金具３が一体的にインサートされている。

次に、図１において、参照符号１は樹脂成形用金型、２は、この金型１を構成する複数の分割型（パーティング面は図示を省略してある）間に画成されたキャビティである。キャビティ２は、図３に示されるようなスポイラー１００を成形するための空間であり、すなわち、スポイラー１００の整流翼１０１と対応する形状の整流翼成形部２１と、スポイラー１００の支持板１０２と対応する形状の支持板成形部２２とを有し、前記支持板１０２の背面１０２ａに相当する支持板成形部２２の金型内面１ａに、ゲート２３が開口している。

図３に示されるスポイラー１００の支持板１０２にインサートされるインサート金具３は、キャビティ２における支持板成形部２２内に位置決め配置されると共に、金型内面に設けられた複数の拘束部２４，２４によって拘束される。このとき、インサート金具３の板面は、ゲート２３が開口した金型内面１ａとほぼ平行であって、言い換えれば、ゲート２３とほぼ直交するように拘束される。

インサート金具３には、貫通孔３１が開設されている。図４は、インサート金具３の貫通孔３１と、ゲート２３の開口２３ａとの関係を示す説明図で、（Ａ）はゲート２３を通りインサート金具３と直交する平面で切断した部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ矢視図である。この図４に示されるように、貫通孔３１は、インサート金具３を図１に示されるようにキャビティ２（支持板成形部２２）内に位置決め固定した状態において、ゲート２３の開口２３ａと部分的に重合する位置に開設されている。この場合、ゲート２３の開口２３ａがインサート金具３に掛かっている部分（図４（Ｂ）に破線で示される部分）の面積は、この開口２３ａの面積に対して７０〜９５％にすることが望ましい。

なお、インサート金具３には、貫通孔３１の代わりに、切欠を形成しても良い。図５は、この場合のインサート金具３の切欠３３と、ゲート２３の開口２３ａとの関係を示す説明図で、（Ａ）はゲート２３を通りインサート金具３と直交する平面で切断した部分断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ矢視図である。この図５に示されるように、切欠３３は、インサート金具３を図１に示されるようにキャビティ２（支持板成形部２２）内に位置決め固定した状態において、ゲート２３の開口２３ａと部分的に重合する位置に開設されている。そしてこの場合も、ゲート２３の開口２３ａがインサート金具３に掛かっている部分（図５（Ｂ）に破線で示される部分）の面積は、この開口２３ａの面積に対して７０〜９５％にすることが望ましい。

インサート金具３には、複数の突部３２が形成されている。突部３２はエンボス加工によって打ち出し形成されたもので、ゲート２３が開口している側の金型内面１ａへ向けて突出しており、先端が、この金型内面１ａと当接又は近接対向している。また、突部３２の先端は、Ｒ状の凸面をなしている。

図３に示されるスポイラー１００の成形に際しては、図２に示されるように、金型１のキャビティ２における支持板成形部２２内に、インサート金具３を位置決め配置して拘束部２４，２４で拘束し、型締めしてから、ゲート２３を通じてキャビティ２内へ溶融樹脂材料４を圧入し、充填する。

このとき、インサート金具３に貫通孔３１（又は切欠３３）が開設されていること、及びこの貫通孔３１（又は切欠３３）がゲート２３の開口２３ａと部分的に重合する位置にあることから、ゲート２３からキャビティ２内へ流入する溶融樹脂材料４の流れは、図２に白抜き矢印で示されるように、貫通孔３１（又は切欠３３）を通過してキャビティ２における整流翼成形部２１側へ向かう流れと、貫通孔３１（又は切欠３３）の縁に干渉して、キャビティ２における支持板成形部２２のうち、インサート金具３とゲート２３が開口した金型内面１ａとインサート金具３との間の賦形空間２２ａへ向かう流れに分岐する。したがって、整流翼成形部２１側へ流入する溶融樹脂材料４の充填圧力Ｐ１と、前記賦形空間２２ａへ流入する溶融樹脂材料４の充填圧力Ｐ２が、インサート金具３にその厚さ方向両側から作用するので、インサート金具３が拘束部２４，２４の間で曲げ変形を受けるようなことがない。

また、ゲート２３からキャビティ２内へ流入する溶融樹脂材料４の流れは、貫通孔３１（又は切欠３３）を通過してキャビティ２における整流翼成形部２１側へ向かうものが圧倒的に多いため、ゲート２３の開口２３ａがインサート金具３に掛かっている部分（図４（Ｂ）に破線で示される部分）の面積を、この開口２３ａの面積に対して７０〜９５％にすることによって、整流翼成形部２１側からの圧力Ｐ１が、賦形空間２２ａ側からの圧力Ｐ２よりも、若干大きい程度とすることができる。このため、インサート金具３は、差圧（Ｐ１−Ｐ２）によってゲート２３側の金型内面１ａへ向けて押圧され、この押し付け力で各突部３２が前記金型内面１ａに押し付けられてインサート金具３を支持する。

したがって、溶融樹脂材料４の充填圧力Ｐ１，Ｐ２によるインサート金具３の撓みを生じることがなく、ゲート２３側の金型内面１ａと、インサート金具３との間には、溶融樹脂材料４が流入して賦形されるための所要の賦形空間２２ａが確実に保持されるので、この部分での溶融樹脂材料４の充填不足による成形不良や、インサート金具３の変形応力による成形品の歪の発生等を、有効に防止することができる。

ここで、本発明において、インサート金具３の貫通孔３１を、ゲート２３の開口２３ａと部分的に重合する位置に開設した優位性について、比較形態を用いて説明する。図６は、比較形態によるキャビティ内の溶融樹脂材料の流れを示す説明図、図７は、比較形態によるインサート金具の変形状態を示す説明図である。

すなわち図６の比較形態は、インサート金具３をキャビティ２の支持板成形部２２内に位置決め固定した状態において、貫通孔３１が、ゲート２３の開口２３ａと完全に重合する位置に開設されたものである。このため、ゲート２３からキャビティ２内へ流入する溶融樹脂材料４は、図６に白抜き矢印で示されるように、まず貫通孔３１を通過してキャビティ２における整流翼成形部２１側へ充填される。したがって、溶融樹脂材料４の充填圧力Ｐは、インサート金具３をゲート２３側へ押圧するように作用し、その結果、図７に示されるように、拘束部２４，２４の間で曲げ変形され、ゲート２３側の金型内面１ａとの間の賦形空間２２ａが狭まって、充填不足による成形不良が起こりやすくなる。

そしてこの場合、図１と同様にエンボス加工による突部３２を形成しても、充填圧力Ｐによる押圧力が大きいので、薄肉のインサート金具３にエンボス加工した突部３２は、潰れてしまいやすい。したがって、図１のように、ゲート２３からキャビティ２内へ流入する溶融樹脂材料４の流れを２系統に分岐させて、溶融樹脂材料の充填圧力Ｐ１，Ｐ２を、インサート金具３にその厚さ方向両側から作用させることで、成形不良やインサート金具３の変形を防止して、安定した成形を行うことができるのである。

次に、突部３２の先端面の形状について考察する。図８は、突部３２の形状例を示す拡大断面図で、（Ａ）（Ｂ）は比較例、（Ｃ）は実施例のものを示す。すなわち、比較例（Ａ）の突部３２は、先端面が緩い曲率（ＳＲ≧１）の曲面状に形成されたものであり、比較例（Ｂ）の突部３２は、断面が略台形をなすものであり、実施例（Ｃ）の突部３２は、小さな曲率半径（ＳＲ＜１）の曲面状に形成されたものである。

比較例（Ａ）のように、突部３２の先端面が緩い曲率をなすものや、比較例（Ｂ）のように、突部３２の先端面が平坦なものは、溶融樹脂材料４の圧力で金型内面１ａに押し付けられた時に、金型内面１ａに対して面接触となって、この金型内面１ａとの間に、脱落の可能性のある薄バリ４ａが形成されてしまう。そして、このような薄バリ４ａが、ハードディスク・ドライブ装置等の内部で脱落すると、磁気ヘッドやディスクの破損の原因になる。この点、実施例（Ｃ）のように、ＳＲ＜１としたものは、先端面が金型内面１ａに対してほぼ点接触となるので、このような薄バリ４ａの発生を有効に防止することができる。

本発明に係る磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法の好ましい実施の形態を示す説明図である。 図１の形態におけるキャビティ内の溶融樹脂材料の流れを示す説明図である。 図１の形態により成形されるスポイラーを示す斜視図である。 図１の形態におけるインサート金具の貫通孔と、ゲートの開口との関係を示す説明図である。 他の形態におけるインサート金具の切欠と、ゲートの開口との関係を示す説明図である。 比較形態によるキャビティ内の溶融樹脂材料の流れを示す説明図である。 比較形態によるインサート金具の変形状態を示す説明図である。 突部３２の形状例を示す拡大断面図で、（Ａ）（Ｂ）は比較形態、（Ｃ）は本形態である。 ハードディスク・ドライブ装置用スポイラーの一例を示す斜視図である。 従来の技術により図９の合成樹脂製スポイラー１００を成形する方法を示す説明図である。 従来の技術によるインサート金具の変形発生状況を示す説明図である。

符号の説明

１００ スポイラー（合成樹脂部品）
１０１ 整流翼
１０２ 支持板
１ 金型
１ａ 金型内面
２ キャビティ
２１ 整流翼成形部
２２ 支持板成形部
２２ａ 隙間
２３ ゲート
２３ａ 開口
２４ 拘束部
３ インサート金具
３１ 貫通孔
３２ 突部
３３ 切欠
４ 溶融樹脂材料
４ａ 薄バリ

Claims (4)

1. インサート金具（３）を金型（１）のキャビティ（２）内に固定し、このキャビティ（２）内にゲート（２３）を介して溶融樹脂材料を充填して硬化させることにより、前記インサート金具（３）を一体的にインサートした合成樹脂部品（１００）を得る方法において、前記インサート金具（３）に、予め貫通孔（３１）又は切欠（３３）を形成し、この貫通孔（３１）又は切欠（３３）が、前記インサート金具（３）を前記キャビティ（２）内に位置決め固定した時に前記ゲート（２３）の開口（２３ａ）と部分的に重合する位置にあることを特徴とする磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法。
2. インサート金具（３）に、金型内面（１ａ）と当接する複数の突部（３２）を予め形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法。
3. 突部（３２）がエンボス加工により形成されることを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法。
4. 突部（３２）の先端を曲面状に形成することを特徴とする請求項２又は３に記載の磁気ディスク装置用合成樹脂部品の成形方法。

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